一种信号发送方向调制的方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种信号发送方向调制的方法及装置，用以提高对发送信号进行方向调制时的有效性与适应性。该方法包括：确定是否存在目标窃听设备，其中，目标窃听设备对应的设备信息为预存信息；若确定目标窃听设备存在，则对通信系统的安全速率进行调整，使得在信号发送方设备的信号发射功率不超过阈值的情况下，安全速率的值达到最大；其中，安全速率为发送信号到达信号接收方的第一可达速率减去发送信号到达目标窃听设备的第二可达速率的差值；或者，若确定目标窃听设备不存在，则对发送信号到达信号接收方的第一可达速率进行调整，使得在信号发送方设备的信号发射功率不超过阈值的情况下，第一可达速率的值达到最大。第一可达速率的值达到最大。第一可达速率的值达到最大。

【技术实现步骤摘要】
一种信号发送方向调制的方法及装置


[0001]本申请涉及无线通信
，具体涉及一种信号发送方向调制的方法及装置。

技术介绍

[0002]随着第五代移动通信技术的发展，具有海量无线设备和复杂异构网络的万物互联时代成为现实。然而当考虑到信息安全问题时，基于密钥交换的传统上层安全手段给现有网络和设备施加了巨大的计算和能耗负担，特别是个人设备、具有严格能耗限制的物联网设备以及对时延极度敏感的车联网设备。方向调制作为一种有前景的发送端多天线物理层安全技术近年来受到广泛关注。
[0003]方向调制技术在射频端利用射频元器件组合或者在基带端使用波束成形和人工噪声等方式使得在期望方向接收到的信号星座图和发射信号基带标准的星座图保持一致，在其他非期望方向接收到的信号星座图被扰乱或者被人工噪声严重污染，从而使得期望方向的合法用户能够正确的解调机密信息，而非期望方向的窃听用户无法正常解调出有用信息。
[0004]然而，一般的方向调制技术在发送信号时只能固定的调整发送信号的方向，面对复杂的现实情况，方案实施的灵活性差保密效果也较差。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号发送方向调制的方法，其特征在于，应用于通信系统中的可重构智能反射表面RIS，所述通信系统包括信号发送方、所述RIS以及信号接收方，所述方法包括：确定是否存在目标窃听设备，其中，所述目标窃听设备对应的设备信息为预存信息；若确定所述目标窃听设备存在，则对所述通信系统的安全速率进行调整，使得在信号发送方设备的信号发射功率不超过阈值的情况下，所述安全速率的值达到最大；其中，所述安全速率为发送信号到达所述信号接收方的第一可达速率减去所述发送信号到达所述目标窃听设备的第二可达速率的差值；或者，若确定所述目标窃听设备不存在，则对发送信号到达所述信号接收方的第一可达速率进行调整，使得在信号发送方设备的信号发射功率不超过阈值的情况下，所述第一可达速率的值达到最大。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若确定所述目标窃听设备存在，则对所述通信系统的安全速率进行调整，包括：根据所述目标窃听设备的信道信息以及所述RIS对应的反射系数，对所述发送信号中包括的有用信号对应的波束赋形矢量以及发送信号中包括的人工噪声信号对应的投影向量进行调整；其中，调整后的所述波束赋形矢量与所述投影向量满足以下第一条件：w
H
w+v
H
v≤P
s
其中，w表示波束赋形矢量，w
H
表示波束赋形矢量的转置共轭，v表示人工噪声投影向量，v
H
表示人工噪声投影向量的转置共轭，P
s
表示信号发射功率阈值。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若确定所述目标窃听设备存在，则对所述通信系统的安全速率进行调整，包括：根据所述目标窃听设备的信道信息以及所述发送信号中包括的有用信号对应的波束赋形矢量以及所述发送信号中包括的人工噪声信号对应的投影向量，对所述RIS对应的反射系数进行调整；其中，调整后的所述RIS对应的反射系数满足以下第二条件：其中，Φ
ii
表示矩阵Φ中的第i行第i列元素；Φ表示所述RIS对应的反射系数；表示自然数中的任意一个。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若确定所述目标窃听设备存在，则对所述通信系统的安全速率进行调整，包括：根据所述目标窃听设备的信道信息，对所述RIS对应的反射系数和所述发送信号中包括的有用信号对应的波束赋形矢量、发送信号中包括的人工噪声信号对应的投影向量进行交替调整，得到调整后的反射系数和调整后的波数赋形矢量、调整后的投影矢量；根据所述调整后的反射系数和所述调整后的波数赋形矢量、所述调整后的投影矢量，确定调整后的所述安全速率。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述RIS对应的反射系数和所述发送信号中包括的有用信号对应的波束赋形矢量、发送信号中包括的人工噪声信号对应的投影向量进行交替调整，包括：
固定所述RIS对应的反射系数，对所述波束赋形矢量和所述投影向量进行第k次调整，得到第k次调整后的波数赋形矢量和第k次调整后的投影向量；固定所述第k次调整后的波数赋形矢量和所述第k次调整后的投影向量，对所述RIS对应的反射系数进行第k+1次调整，得到第k+1次调整后的反射系数；其中，k为自然数。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若确定所述目标窃听设备不存在，则对发送信号到达所述信号接收方的第一可达速率进行调整，包括：将所述发送信号包括的人工噪声均匀投影至所述信号接收方信道的零空间内；调整所述发送信号包括的有用信号对应的波束赋形矢量以及所述RIS对应的反射系数，使得在信号发送方设备的信号发射功率不超过阈值的情况下，所述第一可达速率的值达到最大。7.如权利要求1
‑
6任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据调整后的所述安全速率或者所述第一可达速率，调整所述RIS的相位，在同一时隙中向所述信号接收方发送有用信号以及人工噪声信号。8.一种信号发送方向调制的装置，其特征在于，应用于通信系统中RIS，所述通信系统包括信号发送方、所述RIS以及信号接收方，所述装置包括：判断模式，用于确定是否存在目标窃听设备，其中，所述目标窃听设备对应的设备信息为预存信息；处理模块，用于若确定所述目标窃听设备存在，则对所述通信系统的安全速率进行调整，使得在信号发送方...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄赟，李小虎，
申请(专利权)人：天翼安全科技有限公司，
类型：发明
国别省市：